Instabilidade estrutural de uma calota esférica

Abstract

Com o aumento da resistência mecânica dos materiais, estruturas metálicas estão sendo projetadas com o mínimo de material possível. Estruturas com menos material tem como objetivo baixar o custo de construção além de uma consciência ambiental que deve ser incorporada na elaboração de “qualquer” projeto. Estruturas com pouco material, em um contexto, aonde a geometria do problema tem como objetivo suportar elevadas solicitações, são chamadas de estruturas esbeltas. O conceito de estruturas esbeltas está relacionado com um indíce, que combina dimensões características da estrutura e seu valor adimensional permite medir a mair suceptibilidade (facilidade) da estrutura se instabilizar. Se a estrutura instabliza após sofrer pequenos ou grandes deslocamentos, assim como, a influência das imperfeições na determinação da carga que produz a instabilidade, são aspectos que serão estudados no presente trabalho. Neste contexto se estuda no presente trabalho a instabilidade de uma calota esférica, pesquisando a influência da relação altura e espessura da calota, e das imperfeições geométricas impostas no metódo de elementos finitos. Este estudo servirá como subsídio para determinar a melhor opção do fechamento inferior de um recipiente de aerossol. A análise númerica foi utilizada para resolver problemas de instabilidade em cascas de calotas esféricas, assim como para o componente fundo, da embalagem de aerossol.

With the high mechanical strength of the materials, metallic structures are being designed with minimum material possible. Structures with less material aims to lower the cost of construction plus an environmental consciousness that must be incorporated in the development of "any" project. Structures with little material, in a context where the geometry of the problem aims to support high requests are called slender structures. The concept of slender structures associated with an index that combines characteristic dimensions of the structure and its dimensionless value measures the susceptibility maire (easily) if destabilize the structure. If the structure unstable after undergoing small or large displacements as well as the influence of imperfections in the determination of load that produces instability are subjects to be studied in the present work. In this context is studied in this paper the instability of a spherical cap, researching the influence of aspect ratio and thickness of the dome, and geometrical imperfections imposed by finite element method. This study will serve as input to determine the best option of the bottom closure of an aerosol container. The numeric analysis was used to solve problems of instability in spherical shells caps, as well as for the background component of the aerosol.